Цинк литьясының коррозиядан қорғауы

ҚЫСҚАША

Цинк литьялары темір негізіндегі металдарға тән қызыл түйіршіктің пайда болуын болдырмау үшін патина деп аталатын тұрақты, қорғаныш цинк тотығының қабатының пайда болуына байланысты өте жоғары табиғи коррозияға төзімділікке ие. Бұл табиғи кедергі көптеген қолданыстар үшін жеткілікті болса да, қатаң немесе нақты жұмыс ортасы үшін оның беріктігі едәуір арттырылуы мүмкін. Цинк литьялары үшін алдыңғы қатарлы коррозиядан қорғау әртүрлі беттік өңдеулер арқылы жүзеге асырылады, мысалы гальваникалық қаптау, хроматты конверсиялық қаптама және пассивтендіру, олар қоршаған ортаның қауіп-қатеріне қарсы қосымша қорғаныс қабаттарын қамтамасыз етеді.

Цинктің табиғи коррозияға төзімділігін түсіну

Цинк литьяның негізгі коррозияға төзімділігі инерттілікке емес, ортаға динамикалық және қорғанышты реакцияға байланысты. Құрамында темір бар металдар сияқты пористік темір тоты (қызыл тат) түзіп бүлінуіне қарсы, цинк қорытпалары тотығу процесі арқылы өздерін қорғайды. Цинк литье бөлшегі ауаға ұшыраған кезде, оның беті оттегімен әрекеттесіп, жұқа, тығыз және берік бекіген цинк тотының қабатын түзеді. Бұл бастапқы қабат өте тұрақты және одан әрі тотығуды мүмкіндігінше баяулатады.

Уақыт өте келе бұл мырыш тотығының қабаты атмосферадағы ылғал мен көміртек диоксидімен әрі қарай әрекеттесе береді және тіпті күрделірек, төзімдірек мырыш карбонатының қабатын түзеді. Жиі патина деп аталатын бұл біріккен қабат тесік болмаған және дәрежелі түрде өзін-өзі емдей алады. Егер беті сызылса, ашылған мырыш қайта тотығып, қорғаныштық барьерді қайта қалпына келтіреді. Бұл электрохимиялық процесс мырыштың көптеген қолданыстарда коррозияға қарсы төзімділікке ие болуының негізгі себебі болып табылады. Эксперттердің түсіндіруінше Deco Products бұл механизм мырыш бөлшектерінің дәстүрлі түсінік бойынша шірімеуін, олардың қорғаныштық қабыршақ түзуін білдіреді.

Дегенмен, бұл табиғи қорғаныстың да шектері бар. Мырыш қорытпалары типтік ішкі және көптеген сыртқы орталарда өте жақсы жұмыс істесе де, уақыт өте келе, әсіресе ұзақ уақыт бойы агрессивті жағдайларға ұшыраған кезде олар бұзылуы мүмкін. Сарапшылардың пікірі бойынша Dynacast алайда алюминий қорытпаларының өзін-өзі емдеу қабілеті бар болса да, цинк уақыт өте келе бүлінеді. Бұл компоненттің тигізетін нақты экологиялық қауіп-қатерлерді түсініп, оның табиғи төзімділігі жеткілікті ме немесе екінші деңгейлі өңдеу процестері арқылы күшейту қажет пе соны анықтау маңызды болып табылады.

Жиі кездесетін коррозия қаупі: «ақ ржавчинаны» түсіну

Цинк құймалары қызыл ржавчина түзбесе де, олар «ақ ржавчинамен» белгілі басқа түріне ұшырауы мүмкін. Бұл құбылыс цинк қорытпаларымен жұмыс істейтін инженерлер мен конструкторлар үшін жиі кездесетін мәселе. Ақ ржавчина – негізінен цинк гидроксидінен тұратын, көлемді, ақ, ұнтақ тәрізді қабат. Цинк бетіне ылғал әсер еткенде, әсіресе ауа қозғалысы шектеулі немесе мүлдем жоқ жағдайларда, тұрақты цинк карбонатының патинасы дұрыс түзілмейді, сондықтан ол пайда болады.

Ақ таттың химиялық реакциясы су (мысалы, булану, жаңбыр немесе ылғалдылық) цинк бетінде жиналған кезде басталады. Бетті кебу үшін және көміртек диоксидін қамтамасыз ету үшін жеткілікті ауа ағыны болмағанда, су цинкпен әрекеттесіп, қорғаныш қабаттарымен салыстырғанда азырақ қорғайтын цинк оксиді мен карбонат қабаттарының орнына цинк гидроксидін түзеді. Бұл әдетте бөлшектер тығыз жинастырылған, жиналған немесе тасымалдау немесе сақтау кезінде ылғалды, желдетілмейтін орындарда сақталған кезде болады. Тұтқындалған ылғал ақ, ұнтақ тәрізді тұнбалардың пайда болуы үшін идеалды микрожағдай жасайды.

Әдетте көзге әсерсіз болып көрінетін ақ тат, жалпы алғанда беткейлік мәселе болып саналады және болаттағы қызыл тат секілді конструкциялық беріктіктің тез жоғалуын көрсетпейді. Дегенмен, бұл бөлшектің эстетикалық сапасына әсер етуі мүмкін және емдеусіз қалдырылса, кейінгі қаптама немесе жабындардың қолданылуына кедергі жасауы мүмкін. Ақ таттан сақтану негізінен дұрыс тасымалдау мен сақтауды білдіреді. Негізгі алдын алу шаралары мыналарды қамтиды:

• Бөлшектерді құрғақ, жақсы желдетілетін жерде сақтау.
• Тасымалдау кезінде бөлшектердің бір-бірімен тікелей жанасуын болдырмау үшін аралықтар немесе қажетті қаптама қолдану.
• Егер бөлшектерге ылғалдың жоғары болуы мүмкін болса, уақытша қорғау шарасы ретінде пассивтендіру немесе конверсиялық қаптама қолдану.

Ақ таттың себептерін түсіну цинк литьясының құрылымдық беріктігі мен сыртқы түрін өмірлік цикл бойы сақтау үшін қарапайым, бірақ тиімді стратегияларды қолдануға мүмкіндік береді.

Цинк литьясы үшін қорғауыш жабындарға арналған нұсқаулық

Қосымша талаптар қойылатын қолданыстарда мырыштың табиғи коррозияға төзімділігін арттыру үшін кең спектрлі беттік өңдеулер қолданылады. Бұл өңдеулер бөлшектерге зиянды орта факторларынан қосымша қорғаныс қана беріп қоймайды, сонымен қатар сыртқы түрін, износқа төзімділігін және басқа да функционалды қасиеттерін де жақсартуы мүмкін. Тиісті өңдеуді таңдау эксплуатациялық ортаға, эстетикалық талаптарға және құнына байланысты болады. Негізгі әдістерге гальваникалық өңдеу, түрлендіру бояулары мен пассивдендіру жатады.

Қаптау мырыштық құйманың бетіне басқа металлдың жұқа қабатын түсіруді қамтиды. Декоративті хромдау – жарқын, жарық шағылатын бет және өте жоғары беріктік беретін танымал таңдау болып табылады. Оның қарастырғандай Халықаралық Мырыш Ассоциациясы , коррозиядан сақтау үшін хром қабатын жағар алдында мыс пен никельдің жеткілікті қалыңдығындағы іргелі қабаттарын жағу маңызды. Бұл көп қабатты жүйе ылғал мен коррозияға әкелетін заттарға қарсы берік бөгет жасайды. Қажетті нәтижеге қарай никель мен алтын сияқты басқа да металдар да гальваникалық жабын ретінде қолданылуы мүмкін.

Хроматты конверсиялық қаптамалар цинк бөлшектерінің бетіне жұмсақ, гель тәрізді пленка түзетін химиялық өңдеу болып табылады. Бұл пленка бетінің бір бөлігіне айналады және ақ тозаңның пайда болуына қарсы өте жақсы коррозияға төзімділік қасиетін береді. Хроматты қаптамалар түссіз, көк, сары, зейтүн түсті және қара түсті болып шығады және сонымен қатар соңғы өңдеу ретінде де қызмет етуі мүмкін. Олар сонымен қатар бояу мен ұнтақтық қаптамалар үшін өте жақсы праймер болып табылады және жабысу қасиетін едәуір жақсартады.

Пассивация бетінен бос темір мен басқа да ластаушы заттарды алып тастау арқылы коррозияға төзімділікті арттыратын тағы бір химиялық процесс, ол пассивтендірілген тот қабатын құрады. Оның сипаттауынша Diecastor бұл процесс беттің коррозиясын алдын алу және таза көріністі сақтау үшін өте тиімді. Ол жиі сақтау мен тасымалдау кезінде бөлшектерді қорғау үшін соңғы қадам ретінде немесе айтарлықтай қатаң емес орталар үшін жеке қорғаныштық жабын ретінде қолданылады.

Таңдау процесіне көмектесу үшін, келесі кестеде жиі қолданылатын қорғаныштық жабындар салыстырылған:

Салыстырмалы талдау: Цинк пен басқа да құю қорытпалары

Бөлшек құру кезінде дұрыс материалды таңдау — ұзақ мерзімді өнімділікті және коррозияға төзімділікті қамтамасыз етудегі алғашқы және ең маңызды қадам. Цинк қорытпалары қасиеттердің өте жақсы тепе-теңдігін ұсынса да, оларды алюминий мен магний сияқты басқа да кең тараған құю материалдарымен салыстыру пайдалы.

Цинк пен Алюминий: Цинк пен алюминий қорытпаларының екеуі де коррозияға төзімділігімен танымал, бірақ олар оны әртүрлі механизмдер арқылы қол жеткізеді. Бұрын қарастырылғандай, цинк қорғаныс патинасын түзеді. Алюминий де өте тиімді және өзін-өзі емдейтін қорғаныс оксидті қабатын түзеді. Сәйкес Compass & Anvil алюминийдің жеңіл болуы және жоғары температураны шыдай алуы оны кеңінен қолдануға мүмкіндік береді. Алайда, мырыш құйманың жоғары деңгейін қамтамасыз етеді, бұл қалыптан тікелей жұқа қабырғалар, дәл шектер мен тегіс беттер алуға мүмкіндік береді және бұл екінші ретті өңдеуді азайтуға немесе толығымен жоя алады. Талдау көбінесе беріктікке, салмаққа, жылулық қасиеттерге және дәлдікке қойылатын нақты талаптарға байланысты болады.

Мырыш пен магний: Магний барлық құрылымдық металдар ішіндегі ең жеңілі болып табылады және салмаққа шаққандағы беріктігі өте жоғары. Дегенмен, ол табиғи түрде коррозияға төзімді емес және электролиттік коррозиядан қорғау үшін қорғаныш қабатына немесе брызгеткіге ие болуы керек, әсіресе ылғалды немесе теңіз ортасында. Мырыш табиғи түрде коррозияға қарсы төзімділігі бірнеше есе жоғары болғандықтан, қосымша беттік өңдеусіз сыртқы ортаға ұшырайтын бөлшектер үшін оны таңдау тиімдірек.

Автокөлік саласы сияқты қатаң талаптар қойылатын салаларда компоненттердің беріктігі мен дәл шығарылуы маңызды болғандықтан, материалды таңдау ең басты орындардың бірін алады. Шаойи (Нинбо) Металл Технологиясы сияқты жоғары өнімділікті компоненттерді мамандандырып жасайтын компаниялар қатаң сапа мен ұзақтық стандарттарын қамтамасыз ететін дәлме-дәл автомобиль бөлшектерін жасау үшін ыстық соғу сияқты алдыңғы қатарлы процестерді пайдаланады. Shaoyi (Ningbo) Metal Technology прототиптеуден бастап массалық өндіріске дейінгі компоненттерді шығару саласындағы олардың сараптамасы оптималды өнімділікке жету үшін алдыңғы қатарлы материалдарды күрделі өндірістік әдістермен үйлестірудің маңыздылығын көрсетеді.

Оптималды қорғану стратегиясын таңдау

Соңында, цинк құймаларының қажетті ұзақ мерзімділігіне жету барлық факторды ескеретін тәсілді қажет етеді. Шешім қабылдау процесі бөлшектің пайдаланылатын ортасына толық талдаудан басталуы тиіс. Бақыланатын, ішкі ортада қолданылатын бөлшектер үшін цинк қорытпасының табиғи коррозияға төзімділігі толығымен жеткілікті болуы мүмкін. Мұндай жағдайларда таза, құйылған күйінде қалдырудың экономикалық тиімді шешімі болып табылады.

Ылғалдылыққа, аралас ылғалға немесе ашық аспан шарттарына ұшырайтын бөлшектер үшін қосымша қорғаныс қабаты қажет. Хроматты конверсиялық қаптама немесе пассивдендіру өңдеуі төмен құнымен сәйкес келетін беріктіктің едәуір жоғарылауын ұсынады және ақ түсті мырыш коррозиясының пайда болуын тиімді түрде болдырмауға, сонымен қатар бөлшектің сыртқы түрін сақтауға мүмкіндік береді. Ең қатаң орталар үшін — мысалы, теңіз қолданбалы жағдайлары, химикаттарға ұшырауы мүмкін өнеркәсіптік орындар немесе үлкен тозуға төзімділік талап етілетін компоненттер үшін — көп қабатты гальваникалық қаптама немесе мықты ұнтақты қаптама ең сенімді стратегия болып табылады. Материалдың өзіне тән қасиеттерін дәл қаптамамен үйлестіре отырып, инженерлер цинк литьясының әртүрлі қолданыс аясында өте жақсы өнімділік пен беріктік көрсетуін қамтамасыз ете алады.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Литье цинкінің коррозияға төзімділігі бар ма?

Иә, мырыштың құйма қорытпалары тәнімен коррозияға төзімді. Олар ауадағы оттегі мен көмір қышқыл газымен әрекеттесіп, патина деп аталатын тұрақты, бос емес қорғаныш қабатын түзеді. Бұл қабат қызыл түсті тозаңның пайда болуын болдырмаиды және негізгі металлды одан әрі бүліну менен қорғайды. Бұл табиғи қорғаныс тамаша болса да, өте қатаң жағдайлар үшін беткі қабаттармен одан әрі жақсартуға болады.

2. Мырыш қолданылатын коррозиядан қорғау әдісі қандай?

Басқа металдарды (негізінен болатты) қорғау үшін мырышты қолданатын ең жиі кездесетін коррозиядан қорғау әдісі гальванизация деп аталады. Бұл процесте болат бөлшек мырыш қабатымен жабылады. Мырыш құрбан болатын бөгет ретінде әрекет етіп, астындағы болатты қорғау үшін бірінші болып бүлінеді. Бұл өзінің патинасына немесе беткі қаптамаларға сүйенетін мырыштық құюды қорғаудан өзгеше.

3. Мырыштың ластанбауын қалай тоқтатуға болады?

Цинкте түзілетін қарашылдық — бұл оның табиғи тотық/карбонат патинасының пайда болуы, бастапқы жылтыр өңдің жоғалуына әкеледі. Бұл әсерді көркемдік мақсаттармен болдырмау немесе ақ тозаңның пайда болуын тоқтату үшін қорғауыш қабат қажет. Мөлдір лактар, балдар, пассивтендіру өңдеулері немесе хроматты конверсиялық қаптамалар цинк бетін атмосферадан оқшаулап, оның сыртқы түрін сақтап, қосымша қорғаныс қабатын қосады.

4. Цинк қалай өзіне тән коррозияға төзімді?

Цинктің өзіне тән коррозияға төзімділігі оның электрохимиялық қасиеттерінен туындайды. Ол коррозия өнімдерін — нақтырақ айтқанда, цинк оксидін және кейінірек цинк карбонатын — түзуге табиғи қабілетке ие, бұл патина бетінде өте тығыз жабысып, пассивті қорғауыш қабат түзеді. Бұл патина тұрақты болып келеді және одан әрі коррозияланудың жылдамдығын едәуір төмендетеді, металдың табиғи факторлардан тиімді қорғалуын қамтамасыз етеді.